高磊鴻,羅揚曙
(1.昆明電器科學(xué)研究所,昆明 650221;2.云南電力技術(shù)有限責(zé)任公司,昆明 650217)
水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)是利用計算機對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時監(jiān)視和控制的系統(tǒng),水電廠為保證生產(chǎn)設(shè)備故障或事故停機對事故原因有效分析,通常借助監(jiān)控系統(tǒng)事件順序記錄 (SOE)功能平臺來分析事故原因。那么計算機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU的PLC中就必須配置SOE模塊,記錄事件發(fā)生和事件發(fā)生時的時標(biāo),通過事件發(fā)生的時間順序來判斷事故的原因。目前國內(nèi)某知名水電計算機監(jiān)控系統(tǒng)集成商為保證系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性,一般在大型水電廠現(xiàn)地LCU的PLC選型上都是使用Schneider Quantum系列PLC,SOE功能通過其專用模塊140 ERT 85420/10時標(biāo)模塊來實現(xiàn)。
ERT時標(biāo)模塊SOE功能的實現(xiàn),關(guān)鍵是實現(xiàn)模塊的精確對時。
由于設(shè)備ERT模塊原產(chǎn)歐洲,對時方式?jīng)]有開發(fā)國內(nèi)流行的PPS、PPM、串口及B碼等對時方式,一直沿用歐洲標(biāo)準(zhǔn)DCF77對時方式,使用Quantum 140 DCF 07700無線接收模塊,接收歐洲標(biāo)準(zhǔn)DCF77格式的長波無線傳播對時信號,完成模塊對時,再授時給相應(yīng)的ERT模塊,但是國內(nèi)無法接受到歐洲D(zhuǎn)CF77對時信號,所以只能由GPS生產(chǎn)商開發(fā)DCF77格式擴展單元,來完成ERT模塊的對時,目前有以下兩種方式可以實現(xiàn)ERT模塊的對時。
1)使用軟件“ERT_854_20/10”EFB功能塊實現(xiàn)模塊與CPU控制器內(nèi)部時鐘的自同步,此種方式對于多模塊和多CPU系統(tǒng),對時精度低,會導(dǎo)致時間分辨率不滿足要求,只能用于一般要求的系統(tǒng)。
2)使用外部衛(wèi)星接收器 (GPS)裝置對時,通過GPS對時裝置擴展DCF77擴展接口給ERT模塊對時。DCF77對時信號格式是一種BCD編碼格式的時間信號,每分鐘傳輸一次,一個完整幀DCF77信號時間格式碼包含年、月、日、時、分、星期等完整的絕對時間信息,格式如圖1。
圖1 DCF77信號時間格式
DCF77是一種高精度對時信號,能有效保證系統(tǒng)或模塊對時精確,從而保證SOE分辨率達(dá)到規(guī)程要求。目前大多數(shù)使用Quantum PLC集成的水電計算機監(jiān)控系統(tǒng)LCU都是采用此方式完成模塊對時。
目前,國產(chǎn)GPS裝置只能提供無源的DCF77接口,而ERT模塊需要提供基于24 V DC的DCF77信號,因此需要為DCF77的對時提供一個24 V DC的電源。接線方法和如圖2所示.
另外,DCF77輸出為光隔接口,區(qū)分正負(fù),24 V DC(+)為+24 V,24 V DC(-)為0 V。如果有多塊ERT模塊,對時信號可以并接在模塊37、38號端子。原則上在本地機架或遠(yuǎn)程機架最多能安裝9的ERT模塊。
圖2 ERT模塊對時接線
ERT模塊配置主要注意以下兩個方面設(shè)置
1)“模塊”下的“時鐘”必須配置為“DCF/GPS-SYNC”對時方式, “模塊號”不能為0,配置好正確下裝后模塊故障燈“F”滅,另外可以在軟件中檢查ERT_854_10功能塊的STATUS引腳的值是否為“16#0000”,如果是表示時鐘已經(jīng)同步。
2)“功能塊”下的“功能”必須設(shè)置為帶時間標(biāo)簽的點,否則無法記錄時標(biāo)。
1)計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機軟件無法顯示事件或者事件記錄時標(biāo)不對,導(dǎo)致無法分清設(shè)備事故時的事件順序,無法找到事故的真正原因;此故障主要在新機投產(chǎn)首檢時經(jīng)常發(fā)現(xiàn),主要原因是機組調(diào)試把關(guān)不嚴(yán),調(diào)試單位沒有對SOE功能進(jìn)行測試驗證,無法讀取到下位機SOE模塊事件時標(biāo)記錄。
處理方法:以南瑞公司NC2000系統(tǒng)為例,首先進(jìn)入計算機監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件,打開數(shù)據(jù)庫,在數(shù)據(jù)庫中把SOE信號點組態(tài)的“報警”選項打鉤,確認(rèn)報警在簡報和一覽表中會顯示;另外報警時標(biāo)選擇有兩種方式,一種選擇“上位機報警”方式,系統(tǒng)采集事件時以上位機時間確定事件的時標(biāo),此種方式使用在常規(guī)開光量輸入模塊的信號點,其模塊本身不具有打時標(biāo)功能,所以信號時標(biāo)只能由上位機提供;另一種方式是,不選擇“上位機報警”方式,系統(tǒng)直接采集下位機SOE模塊的時標(biāo),完全反應(yīng)事件發(fā)生的時間。另外需要注意的是如果選擇了“上位機報警”定時標(biāo)方式,由于掃描時間和通信延時存在,上位機提供時標(biāo)可能不準(zhǔn)確,不利于事故分析使用。
2)SOE分辨率不滿足規(guī)程要求,對于Schneider ERT模塊,處理方法有以下兩個方面:
第一按照圖2接線方式檢查接線是否正確,接線有沒有松動,24 V電源是正常,再檢查每個ERT模塊是否已經(jīng)收到對時信號,可以使用便攜式示波器進(jìn)行觀察,把模塊37、38端子接入示波器錄制波形檢查。如果沒有條件,可以用萬用表的直流電壓檔測量ERT模塊的37、38端子間的電壓脈沖,但值不一定是24 V DC,檢查是否一致在跳變。
第二如果ERT模塊已經(jīng)收到對時脈沖,但是分辨率又不滿足要求,那么就必須檢查GPS對時精度是否滿足要求,使用專用GPS測試儀測試GPS本身及DCF77擴展接口的對時精度是否滿足《電力系統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)第一部分:技術(shù)規(guī)范》規(guī)程要求。
通過以上檢查和測試基本可以找到SOE分辨率不滿足的原因和處理辦法。
對ERT時標(biāo)模塊事件SOE功能實現(xiàn)原理的介紹,并結(jié)合SOE功能故障分析和處理辦法,旨在進(jìn)一步推進(jìn)行業(yè)內(nèi)對水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)SOE重要性的認(rèn)識,同時通過ERT模塊SOE功能實現(xiàn)原理和一些故障處理方法為同行提供參考。
[1]Schneider Electric.Quantum和Unity_Pro_140_ERT_854_10_時標(biāo)模塊用戶手冊[Z].2010.
[2]DL_T_578-2008.水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件[S].2008.